基于素養(yǎng)導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)高段教學(xué)策略探索

潘偉鋒 應(yīng)灣灣

（浙江省余姚市梨洲小學(xué)，浙江省余姚市新城市小學(xué)）

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）指出：“充分發(fā)揮科學(xué)課程育人功能，為全體學(xué)生提供公平的學(xué)習(xí)與發(fā)展機(jī)會(huì)，滿足學(xué)生終身發(fā)展和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。”所以，小學(xué)科學(xué)課應(yīng)站在兒童立場(chǎng)上，既要從符合兒童的年齡特征和認(rèn)知發(fā)展需要出發(fā)，又要回歸于對(duì)兒童科學(xué)素養(yǎng)的提高。兒童的天性是好玩好動(dòng)、富有好奇心等，而科學(xué)是講證據(jù)的、講邏輯的、經(jīng)得起批評(píng)質(zhì)疑的。通過小學(xué)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能形成包括科學(xué)觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、責(zé)任態(tài)度為主的科學(xué)素養(yǎng)，為終身學(xué)習(xí)、全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。這就必須要讓兒童的自然天性與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)課有機(jī)統(tǒng)一，教師要上出真正屬于兒童的科學(xué)課。以教科版小學(xué)科學(xué)教材六年級(jí)上冊(cè)為例，可從增厚度、拓寬度、提程度、升溫度為主的四個(gè)方面探析適合素養(yǎng)教育下實(shí)施的兒童科學(xué)課教學(xué)策略。

一、增厚度——找準(zhǔn)認(rèn)知起點(diǎn)，明確學(xué)習(xí)增量

新課標(biāo)指出：“突出學(xué)生的主體地位，基于學(xué)生的認(rèn)知水平，聯(lián)系學(xué)生的已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。”這就要求教師從兒童的認(rèn)知起點(diǎn)入手，有機(jī)設(shè)立教學(xué)目標(biāo)，把握好兒童的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與明確清晰的學(xué)習(xí)成果要求之間的關(guān)系。只有充分了解兒童認(rèn)知水平與學(xué)習(xí)成果要求之間的差距，明確要達(dá)成怎樣的學(xué)習(xí)成果、為什么要取得這樣的學(xué)習(xí)成果，才能幫助我們更好地尋找課堂增量，增加教學(xué)的“厚度”，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（一）增量一：借助工具，轉(zhuǎn)化錯(cuò)誤“前概念”

實(shí)際教學(xué)中，很多學(xué)生存在著一些錯(cuò)誤的“前概念”。例如，在“不簡(jiǎn)單的杠桿”一課中，當(dāng)提及杠桿的作用效果時(shí)，學(xué)生通常會(huì)直接認(rèn)為杠桿是省力的。一部分原因來自對(duì)使用工具“省力”結(jié)論的慣性思維，另一部分原因是學(xué)生對(duì)杠桿類工具較為陌生，缺少直觀認(rèn)識(shí)。借助木板、鉤碼、蘋果、作為支點(diǎn)的三角形木塊、帶有格子且標(biāo)明起點(diǎn)和終點(diǎn)的寬紙帶等材料，提出驅(qū)動(dòng)性任務(wù)：用鉤碼翹起蘋果，且使用杠桿把蘋果搬離一段距離。鉤碼是沒有涉及稱重的，將活動(dòng)從定量降低為定性。但完全定性研究對(duì)六年級(jí)學(xué)生來說并沒有挑戰(zhàn)性，于是在A和B之間加上格子，架起了定性和定量之間的橋梁，為學(xué)生進(jìn)一步深入研究鋪墊了基礎(chǔ)。這個(gè)任務(wù)富有探究性，情境中的支點(diǎn)是可以移動(dòng)的，學(xué)生在體驗(yàn)活動(dòng)中既會(huì)發(fā)現(xiàn)用固定的鉤碼可以省力地撬起蘋果，又會(huì)發(fā)現(xiàn)只改變支點(diǎn)的位置也可能費(fèi)力且無(wú)法撬動(dòng)，以及改變支點(diǎn)還會(huì)改變蘋果移動(dòng)的距離。經(jīng)歷這樣的探究歷程，學(xué)生轉(zhuǎn)化了錯(cuò)誤的“前概念”，更加全面、客觀地理解杠桿的作用效果（見圖1）。

圖1 “不簡(jiǎn)單的杠桿”活動(dòng)記錄

（二）增量二：調(diào)查入手，完善片面“前概念”

學(xué)生的“前概念”具有片面性的。片面“前概念”往往是學(xué)生對(duì)事物一知半解，并未完全弄清楚。在這個(gè)過程中，教師不妨給學(xué)生創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生經(jīng)歷親身調(diào)查，再對(duì)片面“前概念”不斷補(bǔ)充、完善，將教學(xué)重點(diǎn)放在對(duì)學(xué)生的能力產(chǎn)出上，使課堂呈現(xiàn)應(yīng)有的深度。

例如，在教學(xué)“調(diào)查家中使用的能量”一課前，教師布置調(diào)查任務(wù)：調(diào)查家里常用電器的使用情況，包括排名前十的常用電器名稱，它們的功率及每天使用時(shí)間。在布置調(diào)查任務(wù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生認(rèn)為耗電量只與用電時(shí)長(zhǎng)有關(guān)（見圖2）。當(dāng)教師提出“功率”一詞時(shí)，多數(shù)學(xué)生都很陌生，也有少部分學(xué)生只是說到功率指的是用電量多少，這并不準(zhǔn)確。教師適當(dāng)作出解釋——功率指的是工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)耗電量的大小。學(xué)生帶著對(duì)功率的理解開展調(diào)查活動(dòng)。通過調(diào)查活動(dòng)，首先是讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同的電器在相同時(shí)間內(nèi)的耗電量是不同的，形成良好的用電習(xí)慣。其次，調(diào)查功率、估計(jì)時(shí)間是為了計(jì)算發(fā)現(xiàn)電器的用電量大小。計(jì)算和推測(cè)是比較重要的思維活動(dòng)。最后，通過對(duì)不同電器的耗電分析，可以發(fā)現(xiàn)不同的能量轉(zhuǎn)化過程需要不等量的電能輸入，將抽象的電能消耗轉(zhuǎn)化為具象的電費(fèi)。這個(gè)調(diào)查活動(dòng)的開展有助于學(xué)生了解能量的消耗，對(duì)于當(dāng)前我們國(guó)家國(guó)情來說，特別是電能資源的消耗很有意義。通過完善對(duì)功率的認(rèn)識(shí)，繼續(xù)指向能源資源的教育，其中學(xué)生親身經(jīng)歷的調(diào)查過程相當(dāng)重要，對(duì)學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展起到積極推動(dòng)作用。

圖2 家用電器調(diào)查表

（三）增量三：以史為鑒，發(fā)展正確“前概念”

當(dāng)學(xué)生已具備與科學(xué)知識(shí)相近甚至是完全正確的“前概念”時(shí)，教師可以從科學(xué)史的角度切入，把學(xué)生代入到前人的情境中，再來以前人的角度進(jìn)行猜測(cè)。

例如，教學(xué)“晝夜交替現(xiàn)象”一課時(shí)，六年級(jí)學(xué)生對(duì)晝夜交替現(xiàn)象的解釋基本上都是知道的。那么，教材中為什么還要讓學(xué)生提出這么多的假說呢？教師要先清楚，教材上的這個(gè)猜測(cè)是基于科學(xué)史情境的，也就是站在古人的角度去思考晝夜交替問題。如果學(xué)生已經(jīng)知道了晝夜交替的成因，也可以通過科學(xué)史的方式去展現(xiàn)這個(gè)假說。教師需要從學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)移到對(duì)晝夜交替現(xiàn)象的探究經(jīng)歷上去，推動(dòng)學(xué)生的認(rèn)知向前發(fā)展。

二、拓寬度——憑借愛玩天性，發(fā)展探究能力

在小學(xué)階段，教師可基于學(xué)生愛玩的天性，創(chuàng)設(shè)學(xué)生喜聞樂見的情境，拓寬任務(wù)內(nèi)容、形式等，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓他們最大限度地參與到探究活動(dòng)中，讓他們的探究能力得到有效提升。

（一）任務(wù)導(dǎo)向，拓寬活動(dòng)內(nèi)容

“斜面”一課是對(duì)斜面的研究和介紹，教材提到了斜面下滑的應(yīng)用，豐富了學(xué)生對(duì)于斜面的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生的視野更加開闊，更好地體現(xiàn)了綜合性?！靶泵妗币徽n教學(xué)設(shè)計(jì)上，教師可從學(xué)生熟悉的“梁弄種植水稻田”引入，創(chuàng)設(shè)農(nóng)田干涸的情境，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)水渠“引水下田”，解決灌水的問題。等到秋季豐收后，解決“運(yùn)米上車”的問題，將這兩大任務(wù)用一種情境串聯(lián)起來，讓學(xué)生充分投入到真實(shí)問題的解決中，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的問題解決能力，提高設(shè)計(jì)能力，提升科學(xué)素養(yǎng)。

（二）任務(wù)對(duì)比，拓寬活動(dòng)形式

“改變運(yùn)輸?shù)能囕啞币徽n中設(shè)置了實(shí)地測(cè)試——“用平板”“用手推車”拉物品的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。從活動(dòng)的體驗(yàn)性上看，每個(gè)人都要參與體驗(yàn)是不現(xiàn)實(shí)的，但好在學(xué)生都有自己的生活經(jīng)驗(yàn)，通過直接參與或者觀看等形式能加深對(duì)使用車輪的好處的了解。

又如，“推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的印刷術(shù)”一課，教師可組織學(xué)生對(duì)“手抄寫”和“活字印刷”兩種方式進(jìn)行比較。事實(shí)上，本課還可以拓寬任務(wù)的形式，達(dá)到如何落實(shí)技術(shù)進(jìn)步、如何體現(xiàn)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)。比如，從抄寫到拓印，從拓印到雕版印刷，從雕版印刷到活字印刷，從活字印刷到激光照排，可用電腦技術(shù)作為一條任務(wù)對(duì)比的主線。

教師還可以增加學(xué)生非常感興趣的“雕版印刷”的體驗(yàn)活動(dòng)。在這個(gè)過程中，可以讓學(xué)生進(jìn)行刻字模，使其意識(shí)到需要刻反字等。通過再次體驗(yàn)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，整版雕刻出來的字排列效果更好，進(jìn)而思考“古人為什么會(huì)改進(jìn)成活字印刷”。通過拓寬活動(dòng)的形式，融入“雕版印刷”的任務(wù)，引領(lǐng)學(xué)生思考。學(xué)生能說出這個(gè)問題的答案，說明從某種程度上思維得到了提升。在這樣的對(duì)比活動(dòng)中，學(xué)生會(huì)感受到技術(shù)進(jìn)步帶來的便利。小學(xué)科學(xué)課程通過多樣的活動(dòng)形式，重實(shí)踐，重體驗(yàn)，滿足學(xué)生愛玩天性的同時(shí)，進(jìn)一步發(fā)展了他們的科學(xué)探究能力。

三、提程度——保護(hù)好奇欲望，形成科學(xué)思維

思維活動(dòng)是科學(xué)教學(xué)的核心活動(dòng)。教師應(yīng)圍繞科學(xué)素養(yǎng)的培育，引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，使其形成正確的科學(xué)思維。

（一）直接沖突，產(chǎn)生思維火花

對(duì)于“推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的印刷術(shù)”一課，學(xué)生非常感興趣，參與熱情高漲?；顒?dòng)中，教師組織學(xué)生對(duì)“手抄寫”和“活字印刷”兩種方式進(jìn)行比較。起初，學(xué)生認(rèn)為活字印刷術(shù)是我國(guó)四大發(fā)明之一，是經(jīng)過歷史檢驗(yàn)得“好”。但通過一番操作下來，學(xué)生卻產(chǎn)生了較大的反差，同樣是一首詩(shī)，活字印刷的每個(gè)環(huán)節(jié)都很麻煩。比如，檢字需要對(duì)每一個(gè)字進(jìn)行識(shí)別，按反向排列規(guī)整；刷墨不能過多也不能過少，否則印制效果差；拓印的力度也非常重要。學(xué)生開始陷入思考：為什么古人會(huì)選擇這么困難的操作方式呢？

經(jīng)過正面思考、回應(yīng)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)活字印刷的出現(xiàn)解決的不是一首詩(shī)的印刷，而是大批量生產(chǎn)問題。正是因?yàn)橛∷⑿g(shù)，使很多古籍、詩(shī)詞能夠傳播，對(duì)文化交流和傳承起到很重要的作用。正是對(duì)以往的認(rèn)知上產(chǎn)生直接沖突，讓學(xué)生對(duì)活字印刷術(shù)的認(rèn)識(shí)跳出了固定模式，去思考它背后更為深層的蘊(yùn)意，讓學(xué)生的思維得到進(jìn)一步提升。

（二）理性分析，發(fā)散科學(xué)思維

科學(xué)探究開始于問題的提出，為了解決問題，則必須在探究過程中尋找證據(jù)，搜索支持理性思維的材料，發(fā)散科學(xué)思維。

在“電和磁”一課教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)發(fā)現(xiàn)“通電指導(dǎo)線會(huì)使指南針磁針偏轉(zhuǎn)”這一新奇的現(xiàn)象，嘗試運(yùn)用已有的知識(shí)去解釋，這是學(xué)生日常的科學(xué)思維習(xí)慣。那么，能讓小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的物質(zhì)，要么產(chǎn)生了磁，要么是鐵一類的物質(zhì)。有沒有可能通過電流的銅導(dǎo)線在有電流的時(shí)候變成了鐵一類的物質(zhì)呢？通過思考，學(xué)生提出通電之后材料的變化。教師可以準(zhǔn)備好不同的鋁絲、銀絲等導(dǎo)電金屬線，用它們?cè)偃ソ油娏鳎瑢W(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)它們能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。通過獲得更多的觀察和實(shí)驗(yàn)材料，說明那就是通電導(dǎo)線產(chǎn)生了磁性，排除了銅變成鐵一類物質(zhì)的可能。

還有細(xì)心的學(xué)生發(fā)現(xiàn)，生活中的一些電池能讓小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。學(xué)生通過課后資料的進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，電池里面含有鐵的物質(zhì)會(huì)對(duì)指南針的小磁針偏轉(zhuǎn)造成影響。

借助理性的分析，教師可進(jìn)一步發(fā)散學(xué)生的思維，讓一些有興趣的學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行研究，培養(yǎng)他們的興趣、質(zhì)疑精神和邏輯思維能力。

四、升溫度——基于情感需求，培養(yǎng)責(zé)任態(tài)度

態(tài)度責(zé)任作為小學(xué)科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，體現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中所追求的學(xué)科價(jià)值與精神。

（一）嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)，樹立科學(xué)態(tài)度

學(xué)生只有養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，才能在科學(xué)的學(xué)習(xí)中去粗取精，去偽存真，由此及彼，由表及里，得到正確的、發(fā)展的認(rèn)識(shí)。

小電動(dòng)機(jī)是學(xué)生特別喜歡的器材，也是特別好的學(xué)習(xí)材料?！吧衿娴男‰妱?dòng)機(jī)”一課中，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)小電動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆裝研究。首先，教師可以組織學(xué)生像解剖油菜花那樣，有序解剖，有序擺放，不少不漏，培養(yǎng)工匠精神。其次，教師幫助學(xué)生分析這些零件的作用，讓學(xué)生明白小電動(dòng)機(jī)里面的每一個(gè)零件都不是多余的，體會(huì)到技術(shù)的力量。其中，通過兩個(gè)電刷與三片換向器的交替接觸，改變電流方向讓轉(zhuǎn)子的磁極不斷改變，提供持久的驅(qū)動(dòng)力。解剖分析小電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和原理，學(xué)生帶著目的觀察會(huì)更有針對(duì)性。在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生抱著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度去操作、去理解，更有實(shí)效。

（二）積極參與，激發(fā)責(zé)任使命

課堂上，教師要充分挖掘教學(xué)素材所蘊(yùn)含的豐富思想教育，找準(zhǔn)教材和社會(huì)責(zé)任感教育的結(jié)合點(diǎn)?！拔⑸锱c健康”的教學(xué)設(shè)計(jì)要緊扣學(xué)生的生活，健康關(guān)乎每一個(gè)人的自身，更是普及科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)重要方式。教學(xué)中，通過讓學(xué)生前期自主收集盡可能多的感興趣的素材，讓學(xué)生在小組內(nèi)先進(jìn)行分享，并完成小組科學(xué)小報(bào)的制作，最后將成果在班內(nèi)進(jìn)行展覽分享。通過來自學(xué)生的素材，教師了解學(xué)生看待微生物與健康的視角，引導(dǎo)學(xué)生從中將科學(xué)技術(shù)與自己的生活聯(lián)系起來，樹立科技服務(wù)生活的意識(shí)，激發(fā)自身的公民責(zé)任感。

站在兒童的立場(chǎng)進(jìn)行小學(xué)科學(xué)教學(xué)，既符合兒童的認(rèn)知規(guī)律，又突出了學(xué)生的主體地位，使學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)、主動(dòng)、有深度的科學(xué)學(xué)習(xí)之旅，真正提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為他們繼續(xù)學(xué)習(xí)、成為合格公民和終身發(fā)展奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。